JP2005291757A - Residual chlorine sensor, residual chlorine meter using it and residual chlorine sensor manufacturing method - Google Patents

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Yoshikazu Iwamoto
恵和 岩本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a residual chlorine sensor constituted so as to prevent that the life of electrodes becomes short by the elution of silver chloride and silver chloride is simply peeled by collision and capable of extending the life of the electrodes, a residual chlorine meter using it and a residual chlorine sensor manufacturing method. <P>SOLUTION: The residual chlorine sensor 1 has an anode 10 and a cathode 11 and is constituted so as to measure the current flowing across both electrodes 10 and 11 by oxidation-reduction reaction to measure residual chlorine in a solution. The anode 10 is constituteed by forming a coating layer 20 comprising an eutectic salt of silver sulfate and silver chloride on the surface of an electrode body 19. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、残留塩素センサ、これを用いた残留塩素計および残留塩素センサの製造方法に関する。   The present invention relates to a residual chlorine sensor, a residual chlorine meter using the same, and a method for manufacturing a residual chlorine sensor.

水道水などの上水や工業排水、プール、公衆入浴敷設などで使用される水には、次亜塩素酸ソーダなどが投入されて、殺菌消毒が行なわれている。しかしながら、次亜塩素酸ソーダが過度に使用されると、残留塩素の量が増え、発ガン性のトリハロメタンを発生させるので、この残留塩素の量を監視することが必要となる。   Water used in tap water and other industrial water, industrial wastewater, swimming pools, public baths, etc., is sterilized by sodium hypochlorite. However, excessive use of sodium hypochlorite increases the amount of residual chlorine and generates carcinogenic trihalomethane, so it is necessary to monitor the amount of residual chlorine.

残留塩素を測定する方法としては、残留塩素がオルトトリジンの塩酸溶液と反応して生じる色の変化を目視にて確認するオルトトリジン法や、残留塩素がジエチル−p−フェニレンジアミン(DPD)と反応して生じる色の変化を確認するDPD法などがあるが、何れも試薬を用いる必要があるので、ランニングコストがかかるだけでなく、連続測定では、試薬を秤量し、一定量添加させる手段が必要となり、装置化が困難であった。   As a method for measuring residual chlorine, the orthotolidine method for visually confirming the color change caused by the reaction of residual chlorine with a hydrochloric acid solution of orthotolidine, or the residual chlorine reacts with diethyl-p-phenylenediamine (DPD). There is a DPD method for confirming the color change that occurs, but since it is necessary to use a reagent for each, not only the running cost is required, but in continuous measurement, a means for weighing the reagent and adding a certain amount is required, Deviceization was difficult.

そこで、被検液に対して電極を浸漬させて電極間を流れる電流を測定することにより、残留塩素濃度を測定するポーラログラフ式の残留塩素計が使用されるに至っている。このポーラログラフ式の残留塩素計は、被検液に金または白金からなるカソード電極(作用極)と、銀に塩化銀の薄膜を形成してなるアノード電極(対極)を浸漬し両電極間に電圧を印加することにより、アノード電極側およびカソード電極側において以下の式に示す電極反応を生じさせるものであり、このときに流れる電流の大きさを用いて残留塩素濃度を測定するものである。
2Ag→2Ag+ +2e-
HClO+H+ +2e- →H2 O+Cl- または
Cl2 +2e- →2Cl- (酸性下)
ClO- +2H+ +2e- →H2 O+Cl- (アルカリ下)
Therefore, a polarographic residual chlorine meter that measures the residual chlorine concentration by immersing the electrodes in the test solution and measuring the current flowing between the electrodes has come to be used. This polarographic residual chlorine meter has a cathode electrode (working electrode) made of gold or platinum in the test solution and an anode electrode (counter electrode) formed by forming a silver chloride thin film on silver. Is applied to cause an electrode reaction represented by the following expression on the anode electrode side and the cathode electrode side, and the residual chlorine concentration is measured using the magnitude of the current flowing at this time.
2Ag → 2Ag + + 2e
HClO + H + + 2e → H 2 O + Cl or
Cl 2 + 2e → 2Cl (under acidity)
ClO + 2H + + 2e → H 2 O + Cl (under alkali)

なお、ポーラログラフ式の残留塩素計においては、アノード電極はカソード電極に比べて数十倍大きい表面積を有する必要がある。そこで、従来よりアノード電極として例えば直径0.3mm程度の細い銀線を螺旋状に巻き付けた後に、この銀線に電解処理などで塩化銀をメッキコーティングすることが行われている。
特開昭62−43556号公報
In the polarographic residual chlorine meter, the anode electrode needs to have a surface area several tens of times larger than that of the cathode electrode. Therefore, conventionally, for example, a thin silver wire having a diameter of about 0.3 mm is spirally wound as an anode electrode, and then silver chloride is plated on the silver wire by electrolytic treatment or the like.
JP 62-43556 A

ところが、前記電気メッキ法によって塩化銀を銀線にコーティングする場合には、塩化銀が絶縁体に近い抵抗率を有しているので、薄い塩化銀が形成された状態でメッキコーティングが終了し、塩化銀を厚くコーティングすることができないという問題があった。また、アノード極側の塩化銀は残留塩素の濃度を測定するときに徐々に微量溶解(溶出)するので塩化銀の層が薄ければ薄いほど、電極の寿命が短いという問題があった。さらに、塩化銀の層が極めて薄いので、コーティング層が搬送時や使用時に外部との衝突などによってすぐに剥げる可能性があり、銀線が露出すると局部電解(電池)反応により、更に銀塩化銀電極の溶解が促進されるという問題があった。   However, when silver chloride is coated on the silver wire by the electroplating method, since the silver chloride has a resistivity close to that of the insulator, the plating coating is completed with the thin silver chloride formed, There was a problem that silver chloride could not be coated thickly. Further, since silver chloride on the anode side gradually dissolves (elutes) when measuring the concentration of residual chlorine, there is a problem that the thinner the silver chloride layer, the shorter the life of the electrode. Furthermore, since the silver chloride layer is extremely thin, the coating layer may be peeled off immediately by collision with the outside during transportation or use, and when silver wire is exposed, it is further exposed to silver electrochloride by a local electrolysis (battery) reaction. There was a problem that dissolution of the electrode was promoted.

加えて、塩化銀は感光体であるから、光(特に紫外線)の影響を受けやすく、室内の蛍光灯からの紫外線にも若干応答し、その起電力が変動することがあった。また、屋外で使用する場合には太陽光に含まれる紫外光によって、測定値が顕著に変化する可能性があった。とりわけ、屋外で使用する場合には、メンテナンス時に紫外光の影響が大きく現れる可能性があった。   In addition, since silver chloride is a photoreceptor, it is easily affected by light (particularly ultraviolet rays), and responds slightly to ultraviolet rays from indoor fluorescent lamps, and its electromotive force may fluctuate. In addition, when used outdoors, the measurement value may change significantly due to ultraviolet light contained in sunlight. In particular, when used outdoors, the influence of ultraviolet light may appear greatly during maintenance.

特許文献1には、白金をアノード電極、銀をカソード電極とする酵素電極用の銀電極において、銀粉末と、塩化銀と硫化銀からなる混合物と、エポキシ樹脂とを混合攪拌し、加圧成形した構成が示されている。しかしながら、このような構成では銀粉末の大きさ(粒径)を一定にしたり、この銀粉末をエポキシ樹脂に均一に分布させることは難しいので、カソード電極の性能を安定させることが難しかった。   In Patent Document 1, in a silver electrode for an enzyme electrode using platinum as an anode electrode and silver as a cathode electrode, a silver powder, a mixture of silver chloride and silver sulfide, and an epoxy resin are mixed and stirred, and then pressure-molded. The configuration is shown. However, in such a configuration, it is difficult to make the size (particle size) of the silver powder constant or to distribute the silver powder uniformly in the epoxy resin, so it is difficult to stabilize the performance of the cathode electrode.

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、塩化銀の溶出によって電極寿命が短くなったり、衝突によって塩化銀が簡単に剥げることがなく、電極を高寿命化させることができる残留塩素センサ、これを用いた残留塩素計および残留塩素センサの製造方法を提供することである。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters. The purpose of the present invention is to prevent the electrode life from being shortened by elution of silver chloride or to prevent the silver chloride from peeling off easily by collision. The present invention provides a residual chlorine sensor, a residual chlorine meter using the same, and a method for manufacturing a residual chlorine sensor.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の残留塩素センサは、アノード電極とカソード電極とを有し、酸化還元反応によって両電極間に流れる電流を測定することにより溶液中の残留塩素を測定する残留塩素センサであって、電極本体の表面に硫化銀と塩化銀の共融塩からなるコーティング層が形成されてなるアノード電極を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a residual chlorine sensor according to claim 1 has an anode electrode and a cathode electrode, and measures the current flowing between the two electrodes by an oxidation-reduction reaction, thereby measuring residual chlorine in the solution. A residual chlorine sensor to be measured has an anode electrode in which a coating layer made of a eutectic salt of silver sulfide and silver chloride is formed on the surface of an electrode body.

前記共融塩に含まれる硫化銀の重量が5〜30%であってもよい(請求項2)。   The silver sulfide contained in the eutectic salt may have a weight of 5 to 30% (Claim 2).

前記電極本体の形状がほぼ筒状であってもよい(請求項3)。   The shape of the electrode body may be substantially cylindrical.

前記コーティング層の表面に粗面処理を施してあってもよい(請求項4)。   The surface of the coating layer may be roughened (Claim 4).

請求項5に記載の残留塩素計は、請求項1〜4の何れかに記載の残留塩素センサと、この残留塩素センサのアノード電極とカソード電極の間に流れる電流の大きさから残留塩素を求める演算処理部と、残留塩素の測定結果を出力する結果出力部とを有することを特徴としている。   The residual chlorine meter according to claim 5 obtains residual chlorine from the residual chlorine sensor according to any one of claims 1 to 4 and the magnitude of current flowing between the anode electrode and the cathode electrode of the residual chlorine sensor. It has an arithmetic processing part and a result output part which outputs the measurement result of residual chlorine.

請求項6に記載の残留塩素センサの製造方法は、塩化銀に重量で5〜30%の硫化銀を混合し、この混合物を融解させた共融塩に電極本体を浸漬させて引き上げることにより、電極本体の表面を硫化銀と塩化銀の共融塩によってコーティングすることを特徴としている。   The method for producing a residual chlorine sensor according to claim 6 is obtained by mixing 5-30% by weight of silver sulfide with silver chloride, immersing the electrode body in a eutectic salt obtained by melting the mixture, and pulling it up. The surface of the electrode body is coated with a eutectic salt of silver sulfide and silver chloride.

請求項1に記載の残留塩素センサでは、抵抗率を適切に設定し、硫化銀と塩化銀の共融塩によるコーティング層の膜厚を十分に厚く形成することができるので、塩化銀の溶解による残留塩素センサの短寿命化を抑えることができる。つまり、残留塩素センサの劣化を防止して、長期間に渡って良好な測定を行なうことが可能となる。また、測定時や搬送時にコーティング層を何かに衝突させることがあったとしても塩化銀のコーティング層が簡単に剥がれ落ちることがない。すなわち、取扱が容易で常に安定した測定を行なうことができる残留塩素センサを提供することができる。   In the residual chlorine sensor according to claim 1, since the resistivity can be set appropriately and the coating layer can be formed sufficiently thick with a eutectic salt of silver sulfide and silver chloride, Shortening of the lifetime of the residual chlorine sensor can be suppressed. That is, it is possible to prevent the residual chlorine sensor from being deteriorated and perform good measurement over a long period of time. Even if the coating layer collides with something at the time of measurement or transportation, the silver chloride coating layer is not easily peeled off. That is, it is possible to provide a residual chlorine sensor that is easy to handle and can always perform stable measurements.

なお、電極本体を構成する金属は共融塩との融合性を良くして、電極電位を安定化させるためには、銀であることが好ましい。また、電極本体と共融塩との接合面における接合性を良好なものとするためには、電極本体の共融塩との接合面が粗面処理されていることが好ましい。   The metal constituting the electrode body is preferably silver in order to improve the fusion with the eutectic salt and stabilize the electrode potential. Moreover, in order to make the joining property in the joint surface of an electrode main body and eutectic salt favorable, it is preferable that the joint surface with the eutectic salt of an electrode main body is roughened.

加えて、前記共融塩に含まれる硫化銀の重量が5〜30%である場合(請求項2)には、共融塩に含まれる重量5%以上の硫化銀が紫外光を効果的に吸収することができるので、この残留塩素センサに紫外線が当たることがあっても、これによって塩化銀が電極反応を起こすことはなく、安定した測定を行なうことができる。また、硫化銀の重量が30%以下であるから、半導電性を有する硫化銀によって残留塩素センサの抵抗率が落ちることを防止できる。なお、前記共融塩に含まれる硫化銀の重量は好ましくは10〜20%であり、最適は16%前後である。また、上記混合比で混合された硫化銀と塩化銀の共融塩は、5Ωm程度の良好な抵抗率を得ることができる。   In addition, when the weight of the silver sulfide contained in the eutectic salt is 5 to 30% (Claim 2), the silver sulfide having a weight of 5% or more contained in the eutectic salt effectively absorbs ultraviolet light. Since it can absorb, even if the residual chlorine sensor is exposed to ultraviolet rays, silver chloride does not cause an electrode reaction, and stable measurement can be performed. Moreover, since the weight of silver sulfide is 30% or less, it is possible to prevent the resistivity of the residual chlorine sensor from being lowered by the semiconductive silver sulfide. The weight of silver sulfide contained in the eutectic salt is preferably 10 to 20%, and optimally around 16%. Further, the eutectic salt of silver sulfide and silver chloride mixed at the above mixing ratio can obtain a good resistivity of about 5 Ωm.

前記電極本体の形状がほぼ筒状である場合(請求項3)には、電極本体の表面に十分な表面積を得ることができると共に、加工が容易である。つまり、従来のアノード電極のように螺旋状に巻き付けた状態の細い銀線では、硫化銀と塩化銀の共融塩の溶解物に浸漬するなどの加工が困難となるが、電極本体の形状が筒状であれば共融塩の溶解物から熱を受けてもその形状は容易に歪むことがない。   When the shape of the electrode body is substantially cylindrical (Claim 3), a sufficient surface area can be obtained on the surface of the electrode body, and processing is easy. In other words, the thin silver wire wound in a spiral manner as in the conventional anode electrode, it is difficult to process such as immersing in the melted eutectic salt of silver sulfide and silver chloride, but the shape of the electrode body is If it is cylindrical, even if it receives heat from the melted eutectic salt, its shape does not easily distort.

前記コーティング層の表面に粗面処理を施してある場合(請求項4)には、残留塩素センサと被検液との接触面積を大きくすることができるので、カソードに対し十分な還元反応を与えることができる。   When the surface of the coating layer is roughened (Claim 4), the contact area between the residual chlorine sensor and the test solution can be increased, so that a sufficient reduction reaction is given to the cathode. be able to.

請求項5に記載の残留塩素計は、請求項1〜4の何れかに記載の残留塩素センサを用いたことにより、電極の寿命を長くすることができるので、この残留塩素センサを長期間にわたってメンテナンスフリーとすることができる。また、この残留塩素センサのコーティング層が厚く、簡単に剥がれることがないので取り扱いが容易となる。   Since the residual chlorine meter according to claim 5 can extend the life of the electrode by using the residual chlorine sensor according to any one of claims 1 to 4, the residual chlorine sensor can be used over a long period of time. Maintenance free. Further, the coating layer of the residual chlorine sensor is thick and is not easily peeled off, so that the handling becomes easy.

請求項6に記載の残留塩素センサの製造方法によれば、電極本体にコーティングする共融塩の層の厚みを自在に設定することができる。すなわち、このコーティング層の厚みは融解させた共融塩の温度と、電極本体を融解させた共融塩に浸漬させる時間と、融解させた共融塩から電極本体を引き上げる速度、および、電極本体を共融塩に浸漬する回数によって自在に設定することができる。とりわけ、電極本体に共融塩のコーティング層を厚く形成することにより、寿命が長く耐久性に優れた残留塩素センサを製造することができる。   According to the method for manufacturing the residual chlorine sensor according to the sixth aspect, the thickness of the eutectic salt layer coated on the electrode body can be freely set. That is, the thickness of this coating layer is the temperature of the melted eutectic salt, the time for which the electrode body is immersed in the melted eutectic salt, the speed at which the electrode body is pulled up from the melted eutectic salt, and the electrode body Can be freely set according to the number of times of immersion in the eutectic salt. In particular, by forming a thick eutectic salt coating layer on the electrode body, a residual chlorine sensor having a long life and excellent durability can be produced.

また、硫化銀の混合を塩化銀に対し5〜30%前後にすれば、共融塩の融点の上昇を抑えることができ、電極本体に対する共融塩のコーティング加工が容易となる。なお、共融塩に含まれる硫化銀の重量は16%前後が最適である。さらに、硫化銀が光を吸収する性質を有しているので、塩化銀に外部からの光が当たるなどして起電力が変動することがなく、その測定値が安定する。加えて、ほぼ絶縁性の塩化銀に対して半導体の硫化銀を重量で5〜30%混合させてある共融塩は適度な抵抗率(約5Ωm)を有し、この共融塩の膜厚を十分に厚く形成しても測定に必要な電流を流すことができるので、正確な測定を行なうことができる。   Further, if the mixture of silver sulfide is about 5 to 30% with respect to silver chloride, an increase in the melting point of the eutectic salt can be suppressed, and coating processing of the eutectic salt on the electrode body becomes easy. The optimum weight of silver sulfide contained in the eutectic salt is about 16%. Furthermore, since silver sulfide has the property of absorbing light, the electromotive force does not fluctuate due to external light hitting silver chloride and the measured value is stabilized. In addition, a eutectic salt in which 5 to 30% by weight of semiconductor silver sulfide is mixed with substantially insulative silver chloride has an appropriate resistivity (about 5 Ωm). Even if it is formed to be sufficiently thick, a current necessary for measurement can be passed, so that accurate measurement can be performed.

なお、電極本体の表面を粗面処理した後に、この粗面処理した面に対して共融塩を付着させることにより、電極本体と共融塩との融合性をよくすることが可能であり、電極本体の表面に形成された共融塩の表面を粗面処理することにより、アノード電極の表面積を大きくすることができる。   In addition, it is possible to improve the fusion between the electrode body and the eutectic salt by attaching the eutectic salt to the roughened surface after the surface of the electrode body is roughened. By roughening the surface of the eutectic salt formed on the surface of the electrode body, the surface area of the anode electrode can be increased.

図1,2は本発明の第1実施例を説明する図であって、図1は第1実施例の残留塩素センサ1と、この残留塩素センサ1を用いた残留塩素計2の構成を示す図、図2は残留塩素センサ1の構成を説明する図である。   FIGS. 1 and 2 are views for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a configuration of a residual chlorine sensor 1 of the first embodiment and a residual chlorine meter 2 using the residual chlorine sensor 1. FIG. 2 and FIG. 2 are diagrams for explaining the configuration of the residual chlorine sensor 1.

図1に示す全体図において、3は残留塩素計本体、4はこの残留塩素計本体3の表示部、5は操作部、6はこの残留塩素計本体3に残留塩素センサ1を着脱自在に接続するためのコネクタである。一方、残留塩素センサ1はセンサ本体7と、前記コネクタ6に接続可能に構成されたコネクタ8を有する信号線9と、これらのコネクタ6,8および信号線9を介して残留塩素計本体3に接続されるアノード電極10と、カソード電極11とを有する。また、3aは両電極10,11間に流れる電流の大きさから残留塩素を求める演算処理部であり、前記表示部4は残留塩素の測定結果を出力する結果出力部の一例である。なお、残留塩素の結果は本例に示したような表示による出力だけでなく、測定結果を印字したり、データとして上位の情報処理装置に出力するものであってもよい。   1, 3 is a residual chlorine meter main body, 4 is a display unit of the residual chlorine meter main body 3, 5 is an operation unit, and 6 is a residual chlorine sensor 1 that is detachably connected to the residual chlorine meter main body 3. It is a connector to do. On the other hand, the residual chlorine sensor 1 is connected to the sensor main body 7, a signal line 9 having a connector 8 configured to be connectable to the connector 6, and the residual chlorine meter main body 3 via these connectors 6, 8 and the signal line 9. It has the anode electrode 10 and the cathode electrode 11 which are connected. Reference numeral 3a denotes an arithmetic processing unit for obtaining residual chlorine from the magnitude of the current flowing between the electrodes 10 and 11, and the display unit 4 is an example of a result output unit for outputting a measurement result of residual chlorine. Note that the result of residual chlorine is not limited to the display output shown in this example, but the measurement result may be printed or output as data to a higher-level information processing apparatus.

図2に示す要部拡大図において、センサ本体7は二点鎖線に示すように、例えば先端部7aにおいて細く基端部7bにおいて太くなるように複数段の同芯円状の筒体12〜15を連結したような外形を有する形状の合成樹脂からなる筒体である。また、センサ本体7の先端部7aには筒体12の先端に金からなる電極チップ16を突出させるように固定し、この電極チップ16を水密に保持する。17は電極チップ16に電気的に接続されたリード線であり、18はこのリード線17と電極チップ16の接続部である。つまり、本実施例のカソード電極11は例えばこれらの電極チップ16,リード線17および接続部18からなる。   In the enlarged view of the main part shown in FIG. 2, the sensor body 7 has a plurality of concentric circular cylinders 12 to 15 that are thin at the distal end 7a and thick at the proximal end 7b, for example, as shown by a two-dot chain line. It is the cylinder which consists of a synthetic resin of the shape which has the external shape which connected. In addition, the electrode tip 16 made of gold is fixed to the tip end portion 7a of the sensor body 7 so as to protrude from the tip end of the cylindrical body 12, and the electrode tip 16 is held watertight. Reference numeral 17 denotes a lead wire electrically connected to the electrode chip 16, and reference numeral 18 denotes a connection portion between the lead wire 17 and the electrode chip 16. That is, the cathode electrode 11 of the present embodiment includes, for example, the electrode chip 16, the lead wire 17, and the connection portion 18.

一方、アノード電極10は、略円筒状の銀からなる電極本体19と、この電極本体19の表面を被覆するコーティング層20と、電極本体19に電気的に接続されたリード線21と、その接続部22とを有する。このアノード電極10は筒体13の外周面と面一であると共に外部からの水がセンサ本体7内に入り込まないように水密に取り付けられている。また、前記コーティング層20は後述する手順により硫化銀と塩化銀の共融塩を付着後に凝固させたものであり、その外側の表面(接液部分)20aの面積は前記電極チップ16の外側表面の接液部分16aに比べて数十倍大きくなるように構成してある。   On the other hand, the anode electrode 10 includes an electrode body 19 made of substantially cylindrical silver, a coating layer 20 covering the surface of the electrode body 19, a lead wire 21 electrically connected to the electrode body 19, and a connection thereof. Part 22. The anode electrode 10 is flush with the outer peripheral surface of the cylindrical body 13 and is watertightly attached so that water from the outside does not enter the sensor body 7. In addition, the coating layer 20 is obtained by solidifying a silver sulfide and silver chloride eutectic salt after adhering by the procedure described later, and the area of the outer surface (a wetted part) 20a is the outer surface of the electrode chip 16. It is configured to be several tens of times larger than the liquid contact portion 16a.

本実施例のアノード電極10には、電極本体19の上端部にコーティング層20を付けない電極露出部分19aが形成されており、この電極露出部分19aが筒体14によって外部から水密に(電気的に遮断されるように)取り付けられ、前記リード線21の接続部22は電極露出部分19aに形成されている。なお、リード線17,21は信号線9として外部から遮断された状態で、また、互いに電気的に接触しないように絶縁被服された状態で残留塩素計本体3側に接続される。   In the anode electrode 10 of the present embodiment, an electrode exposed portion 19a where the coating layer 20 is not applied is formed on the upper end portion of the electrode body 19, and this electrode exposed portion 19a is watertight from the outside (electrically) by the cylindrical body 14. The connecting portion 22 of the lead wire 21 is formed in the electrode exposed portion 19a. The lead wires 17 and 21 are connected to the residual chlorine meter main body 3 in a state where they are cut off from the outside as the signal wires 9 and are insulatively coated so as not to be in electrical contact with each other.

したがって、本実施例の残留塩素センサ1を飲料水などの被検液に浸漬することにより、両電極10,11の接液部分20a,16aを被検液に接触させることができ、これらの接液部分20a,16a間に流れた電流を残留塩素計本体3側にて測定することができ、これによって残留塩素濃度を測定することができる。   Therefore, by immersing the residual chlorine sensor 1 of the present embodiment in a test liquid such as drinking water, the liquid contact portions 20a and 16a of both electrodes 10 and 11 can be brought into contact with the test liquid. The current flowing between the liquid portions 20a and 16a can be measured on the residual chlorine meter main body 3 side, whereby the residual chlorine concentration can be measured.

図3は前記残留塩素センサ1のアノード電極10の製造方法を説明する図である。図3において、30は電気炉であり、31はこの電気炉30のヒータ、32はるつぼ、33はこのるつぼ32内に投入した硫化銀と塩化銀の共融塩である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing the anode electrode 10 of the residual chlorine sensor 1. In FIG. 3, 30 is an electric furnace, 31 is a heater of the electric furnace 30, 32 is a crucible, and 33 is a eutectic salt of silver sulfide and silver chloride charged into the crucible 32.

前記塩化銀と硫化銀の混合比は重量で95:5〜70:30の間であることが好ましい。すなわち、硫化銀の混合比が重量で5%以下であると、混合物の色が薄くなりすぎて紫外線を十分に吸収することができないので、紫外線が当たったときに塩化銀に電極反応が生じる可能性があるので好ましくない。逆に、基本的に半導体の硫化銀の混合比が重量で30%以上であると、これによって形成されるコーティング層20の抵抗値が下がり過ぎるので残留塩素濃度を適切に測定することができないので好ましくない。   The mixing ratio of silver chloride and silver sulfide is preferably between 95: 5 and 70:30 by weight. That is, when the mixing ratio of silver sulfide is 5% or less by weight, the color of the mixture becomes too thin to absorb ultraviolet rays sufficiently, so that an electrode reaction may occur in silver chloride when exposed to ultraviolet rays. This is not preferable because of its properties. On the contrary, if the mixing ratio of silver sulfide of the semiconductor is basically 30% or more by weight, the resistance value of the coating layer 20 formed thereby becomes too low, so the residual chlorine concentration cannot be measured properly. It is not preferable.

なお、塩化銀と硫化銀の混合比はより好ましくは重量で90:10〜80:20の間であり、これによって硫化銀による紫外線の吸収を十分に行ってコーティング層20には適度な抵抗率を得ることができ、残留塩素センサの電極として良好である。また、塩化銀と硫化銀の最適の混合比は重量で84:16前後であり、この共融塩によって形成されるコーティング層20は抵抗率が約5Ωmとなる。   The mixing ratio of silver chloride and silver sulfide is more preferably between 90:10 and 80:20 by weight, so that the ultraviolet rays are sufficiently absorbed by the silver sulfide and the coating layer 20 has an appropriate resistivity. It is good as an electrode of a residual chlorine sensor. The optimum mixing ratio of silver chloride and silver sulfide is about 84:16 by weight, and the coating layer 20 formed of this eutectic salt has a resistivity of about 5 Ωm.

以下の例ではこの最適条件において塩化銀と硫化銀を混合する例を示す。すなわち、塩化銀を84重量%および硫化銀16重量%を別々に秤量し、攪拌混合させて混合物を生成する。そして、この混合物をるつぼ32に投入し、るつぼ32をヒータ31によって加熱して、その温度を例えば495℃に加熱するように温度調節する。   The following example shows an example of mixing silver chloride and silver sulfide under this optimum condition. That is, 84% by weight of silver chloride and 16% by weight of silver sulfide are separately weighed and mixed by stirring to form a mixture. Then, this mixture is put into the crucible 32, and the crucible 32 is heated by the heater 31 so that the temperature is adjusted to, for example, 495 ° C.

共融塩33が完全に溶解し、その表面に不純物が残る場合には、これをガラス棒などを用いて取り除く。これによって溶解した共融塩33(溶解塩)が完成する。   If the eutectic salt 33 is completely dissolved and impurities remain on its surface, it is removed using a glass rod or the like. As a result, the dissolved eutectic salt 33 (dissolved salt) is completed.

一方、銀からなる円筒状の電極本体19の表面19bには、サンドブラスト処理などの粗面処理を施して、その表面積を大きくしてある。次いで、この電極本体19を溶解塩33中に浸漬する(ディップする)ことにより、この電極本体19の表面19bに共融塩33によるディップコーティングを施して、前記コーティング層20を形成することができる。   On the other hand, the surface 19b of the cylindrical electrode body 19 made of silver is subjected to a rough surface treatment such as a sandblast treatment to increase its surface area. Next, the electrode body 19 is dipped in the dissolved salt 33 (dipping), whereby the surface 19b of the electrode body 19 is subjected to dip coating with the eutectic salt 33 to form the coating layer 20. .

このとき、電極本体19の表面19bに粗面処理が施されているので、電極本体19と共融塩33の接触面における融合を強固に行なうことができる。また、電極本体19の上端部は溶解塩33中に浸漬させないことにより、電極露出部分19aを形成することができる。   At this time, the surface 19b of the electrode body 19 is roughened, so that fusion at the contact surface between the electrode body 19 and the eutectic salt 33 can be performed firmly. Moreover, the electrode exposed portion 19 a can be formed by not immersing the upper end portion of the electrode body 19 in the dissolved salt 33.

前記ディップコーティングにおいて、共融塩33の温度はその粘度に関係するものとなり、この温度を融点以上でかつ低く設定することにより、厚いコーティング層20を形成することが可能である。また、電極本体19を共融塩33に複数回浸漬させるなど、時間や回数を制御することにより、コーティング層20の厚みを任意に設定することも可能である。   In the dip coating, the temperature of the eutectic salt 33 is related to its viscosity, and the thick coating layer 20 can be formed by setting the temperature above the melting point and low. In addition, the thickness of the coating layer 20 can be arbitrarily set by controlling the time and the number of times such as immersing the electrode body 19 in the eutectic salt 33 a plurality of times.

なお、電極本体19を共融塩33に初回浸漬させるときには比較的長い時間浸漬させて、電極本体19とコーティング層20との接合部を強固に融着することが好ましい。加えて、電極本体19を構成する金属は基本的には何でもよいが、共融塩33との融着を確実に行い、臨界面における界面電位の発生を抑制するためには、銀であるのが好ましい。   In addition, when the electrode main body 19 is immersed in the eutectic salt 33 for the first time, it is preferable that the electrode main body 19 is immersed for a relatively long time to firmly bond the joint between the electrode main body 19 and the coating layer 20. In addition, the metal constituting the electrode body 19 may be basically anything, but is silver in order to ensure fusion with the eutectic salt 33 and suppress the generation of the interface potential at the critical plane. Is preferred.

コーティング層20のディップコーティングが終了すると、このコーティング層20の表面をサンドブラスト処理などによって粗面処理することにより、接液部分20aの面積を広くすることができる。   When the dip coating of the coating layer 20 is completed, the surface of the coating layer 20 is roughened by sandblasting or the like, so that the area of the liquid contact portion 20a can be increased.

図4,5は前記残留塩素センサの変形例を示す図である。図4に示す残留塩素センサ1’が、図1〜3に示す残留塩素センサ1と異なる点は、アノード電極10’を構成する電極本体40が例えば直径0.3mm程度の細い銀線を螺旋状に巻き付けたものである点である。また、この電極本体40の表面には硫化銀と塩化銀の共融塩を付着後に凝固させたコーティング層41が形成されている。   4 and 5 are diagrams showing modifications of the residual chlorine sensor. The difference between the residual chlorine sensor 1 ′ shown in FIG. 4 and the residual chlorine sensor 1 shown in FIGS. 1 to 3 is that the electrode body 40 constituting the anode electrode 10 ′ spirals a thin silver wire having a diameter of about 0.3 mm, for example. It is a point that is wound around. In addition, a coating layer 41 is formed on the surface of the electrode body 40 by solidifying the eutectic salt of silver sulfide and silver chloride after adhering.

前記電極本体40はコーティング層41を形成した後に、筒体13に対して螺旋状に巻き付けることにより、全体的にほぼ円筒状の外形を形成するものである。また、本例のようにアノード電極10’を細い銀線の巻き付けによって形成することにより、コーティング層41の接液部分41aに多数の凹凸を形成することができ、これによって接液部分41aの表面積を広くすることができる。なお、42はアノード電極10’の接液部分41aと筒体13,14の間における液体の浸入を阻止するための樹脂モールドである。   The electrode body 40 is formed with a coating layer 41 and then spirally wound around the cylinder 13 to form a substantially cylindrical outer shape as a whole. Further, by forming the anode electrode 10 ′ by winding a thin silver wire as in this example, a large number of irregularities can be formed in the liquid contact portion 41a of the coating layer 41, and thereby the surface area of the liquid contact portion 41a. Can be widened. Reference numeral 42 denotes a resin mold for preventing liquid from entering between the liquid contact portion 41a of the anode electrode 10 'and the cylinders 13 and 14.

なお、本実施例では電極本体40の銀線露出部分40aに対してリード線20を接続する接続部22を構成する例を示しているが、本発明はこの構成を限定するものではなく、電極本体40である銀線をそのまま延長してリード線20として用いてもよいことはいうまでもない。   In addition, although the present Example shows the example which comprises the connection part 22 which connects the lead wire 20 with respect to the silver wire exposed part 40a of the electrode main body 40, this invention does not limit this structure, and an electrode Needless to say, the silver wire as the main body 40 may be extended as it is and used as the lead wire 20.

図5は前記アノード電極10’の製造方法に関係する図であって、図5を用いて説明する残留塩素センサ1’の製造方法は図3を用いて説明した残留塩素センサ1の製造方法とほぼ同じであるが、溶解させた共融塩33に浸漬する電極本体40の形状が糸状の銀線である点において異なっている。なお、本例の電極本体40もその表面40bをサンドブラスト処理などによって粗面処理することにより、電極本体40に対する共融塩の融着をより確実なものとすることが可能である。同様に、形成されたコーティング層41の接液部分41aにも粗面処理が施されていることにより、接液部分41aと測定対象の被検液との接合をより確実に行なって、正確な測定を行なうことができる。   FIG. 5 is a diagram related to the method of manufacturing the anode electrode 10 ′, and the method of manufacturing the residual chlorine sensor 1 ′ described using FIG. 5 is the same as the method of manufacturing the residual chlorine sensor 1 described using FIG. Although it is substantially the same, it differs in that the shape of the electrode body 40 immersed in the dissolved eutectic salt 33 is a thread-like silver wire. In addition, the electrode main body 40 of this example can also make the fusion | melting of eutectic salt with the electrode main body 40 more reliable by roughening the surface 40b by sandblasting etc. FIG. Similarly, the wetted part 41a of the formed coating layer 41 is also subjected to a rough surface treatment, so that the wetted part 41a and the test liquid to be measured can be more reliably joined to each other with accuracy. Measurements can be made.

加えて、上述した各例では、ポーラログラフ式の残留塩素センサを示して本発明を説明したが、本発明の残留塩素センサとしてはガルバニ電池法によるものでも構わない。また、残留塩素計2の一例として残留塩素センサ1,1’をハンディータイプの残留塩素計本体3に接続する例を示しているが、本発明は残留塩素計本体3の構成が上述したものであることに限定されるものではない。すなわち、本発明の残留塩素センサ1,1’を被検液の残留塩素を測定する据え置き型の分析装置に組み込まれるものであってもよい。とりわけ、水道水(上水)などを被検液とする場合には、水の残留塩素濃度のみならず、濁度、色度、pHさらには導電率などをそれぞれ測定するセンサを並べて配置し、各センサからの出力を用いて水の総合管理(評価)を行なう上水モニタシステムとしての水質分析装置を構成することも考えられるが、このような総合的な水質分析装置も本発明に係る残留塩素計2の一つである。   In addition, in each of the examples described above, the present invention has been described by showing a polarographic residual chlorine sensor. However, the residual chlorine sensor of the present invention may be based on a galvanic cell method. Moreover, although the example which connects the residual chlorine sensor 1,1 'to the handy type residual chlorine meter main body 3 is shown as an example of the residual chlorine meter 2, this invention is what the structure of the residual chlorine meter main body 3 mentioned above. It is not limited to being. That is, the residual chlorine sensor 1, 1 'of the present invention may be incorporated in a stationary analyzer that measures residual chlorine in the test solution. In particular, when tap water (clean water) is used as a test solution, sensors for measuring not only residual chlorine concentration of water but also turbidity, chromaticity, pH, and conductivity are arranged side by side. Although it is conceivable to configure a water quality analyzer as a water supply monitoring system that performs comprehensive management (evaluation) of water using the output from each sensor, such a comprehensive water quality analyzer is also considered to be a residual water analyzer according to the present invention. One of the chlorine meter 2.

本発明の残留塩素計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the residual chlorine meter of this invention. 前記残留塩素計に用いる残留塩素センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the residual chlorine sensor used for the said residual chlorine meter. 前記残留塩素センサの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the said residual chlorine sensor. 前記残留塩素センサの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the said residual chlorine sensor. 前記残留塩素センサの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the said residual chlorine sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1,1’ 残留塩素センサ
2 残留塩素計
3a 演算処理部
4 結果出力部(表示部)
10,10’ アノード電極
11 カソード電極
19,40 電極本体
19b,40b 電極本体の表面
20,41 コーティング層
20a,41a 接液部分(コーティング層の表面)
33 共融塩
1,1 'Residual chlorine sensor 2 Residual chlorine meter 3a Arithmetic processing part 4 Result output part (display part)
10, 10 'Anode electrode 11 Cathode electrode 19, 40 Electrode body 19b, 40b Electrode body surface 20, 41 Coating layer 20a, 41a Wetted part (coating layer surface)
33 Eutectic salt

Claims (6)

アノード電極とカソード電極とを有し、酸化還元反応によって両電極間に流れる電流を測定することにより溶液中の残留塩素を測定する残留塩素センサであって、電極本体の表面に硫化銀と塩化銀の共融塩からなるコーティング層が形成されてなるアノード電極を有することを特徴とする残留塩素センサ。   A residual chlorine sensor having an anode electrode and a cathode electrode and measuring residual chlorine in a solution by measuring a current flowing between both electrodes by an oxidation-reduction reaction, wherein silver sulfide and silver chloride are formed on the surface of the electrode body. A residual chlorine sensor comprising an anode electrode on which a coating layer made of a eutectic salt is formed. 前記共融塩に含まれる硫化銀の重量が5〜30%である請求項1に記載の残留塩素センサ。   The residual chlorine sensor according to claim 1, wherein the weight of silver sulfide contained in the eutectic salt is 5 to 30%. 前記電極本体の形状がほぼ筒状である請求項1または2に記載の残留塩素センサ。   The residual chlorine sensor according to claim 1 or 2, wherein the electrode body has a substantially cylindrical shape. 前記コーティング層の表面に粗面処理を施してある請求項1〜3の何れかに記載の残留塩素センサ。   The residual chlorine sensor according to claim 1, wherein a surface of the coating layer is roughened. 請求項1〜4の何れかに記載の残留塩素センサと、この残留塩素センサのアノード電極とカソード電極の間に流れる電流の大きさから残留塩素を求める演算処理部と、残留塩素の測定結果を出力する結果出力部とを有することを特徴とする残留塩素計。   A residual chlorine sensor according to any one of claims 1 to 4, an arithmetic processing unit for obtaining residual chlorine from the magnitude of a current flowing between an anode electrode and a cathode electrode of the residual chlorine sensor, and a measurement result of the residual chlorine A residual chlorine meter comprising a result output unit for outputting. 塩化銀に重量で5〜30%の硫化銀を混合し、この混合物を融解させた共融塩に電極本体を浸漬させて引き上げることにより、電極本体の表面を硫化銀と塩化銀の共融塩によってコーティングすることを特徴とする残留塩素センサの製造方法。   5-30% by weight of silver sulfide is mixed with silver chloride, and the electrode body is dipped in a eutectic salt obtained by melting this mixture and pulled up, so that the surface of the electrode body is a eutectic salt of silver sulfide and silver chloride. A method for producing a residual chlorine sensor, characterized in that the coating is performed by:
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